CN103087395A

CN103087395A - 核电站用1e级k2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料及制法

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Publication number: CN103087395A
Application number: CN2013100619182A
Authority: CN
Inventors: 陈浩; 彭朝荣; 黄科; 陈竹平; 刘思阳; 张婧; 陈屿恒; 赵星; 王静霞; 倪茂君
Original assignee: SICHUAN ATOMIC ENERGY INVESTMENT MANAGEMENT CO Ltd; SICHUAN INSTITUTE OF ATOMIC ENERGY
Current assignee: SICHUAN ATOMIC ENERGY INVESTMENT MANAGEMENT CO Ltd; SICHUAN INSTITUTE OF ATOMIC ENERGY
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: CN103087395B

Abstract

本发明涉及一种核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料及其制备方法，属于化工新材料领域。该线缆材料包括以下组成的原料：基础树脂EVA，阻燃剂A、B，阻燃协效剂，基础抗氧剂1010、168，抗辐射助剂4，4'-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚），加工助剂；其制备方法包括称料、预处理、混合、挤出造粒、干燥等工艺步骤。本发明为一种无红磷且不含卤素的环保阻燃材料，在其阻燃体系中以苯氧基聚磷腈作为主阻燃剂，无机阻燃剂为辅，阻燃体系占材料的重量百分比较小，材料的阻燃效率高，其力学性能、加工性能和抗辐射性能优异，是一种新型适合于核电站环境下使用的综合性能优良的环保阻燃材料。

Description

核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料及制法

技术领域

本发明涉及一种可辐照交联无卤阻燃线缆材料及其制备方法，具体涉及一种核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料及其制备方法，属于化工新材料领域。

背景技术

利用核能发电已成为世界各国解决能源问题的重要途径，已经有17个国家其核电发电量占总发电量的比例超过25%。在美国，运行的核电机组超过100台，为世界最多，装机容量达9741万千瓦，2000年核电发电量为7539亿kWh，占美国发电总量的19.83%，目前，我国正在运行的机组有8台，总装机容量达590万千瓦，占全国发电量的1.18%，随着全球化能源危机的日益严重，发展核电也成为我国能源战略的核心任务，而核电站用电线电缆作为核电的“心脏”，积极开发核能电缆是实现核能装备国产化的重要组成部分之一。

美国、法国等发达国家已制定出较为成熟的核电站用电线电缆的技术标准，由于我国的核电建设正处于起步阶段，核级电缆的研究也刚刚开始，其产品的性能指标及技术要求尚不完全统一，为规范行业标准，我国按国标GB/T 22577-2008核电站用IE级电缆通用要求也制定了相应的技术标准，核电站用1E级电线电缆安全级别分为三类：K1、K2、K3，其中K2类是安装在安全壳内或安全壳外对辐射有要求的场合，其必须具备在核电站正常运行工况的相应环境条件下以及在地震荷载下完成其规定的电缆，线缆必须具备低烟、无卤、阻燃等特性，且整个寿命期应能耐受累积剂量250 kGy的高能射线辐照。

目前制备核级线缆材料主要有以下两种途径，一是选择本身就具有较强抗辐射能力的高分子材料作为线缆材料的基体，如聚酰亚胺，其结构中含有稳定性高的苯环结构，生产工艺复杂，设备一次性投入大，成本极高；二是通过在高分子材料中添加能大量捕获自由基的抗氧剂，这种方法不用更改设备，生产工艺成熟。核级线缆对材料的阻燃性能有严格要求，传统无卤阻燃线缆主要存在以下缺点：其一，为了满足阻燃性能需求，通常在电缆料的基体中复配添加有如氢氧化镁、氢氧化铝、红磷等大量的无机阻燃剂，红磷虽然阻燃效率高，但其与基础树脂相容性差且制备的材料颜色单一，氢氧化镁、氢氧化铝阻燃效率较低，要达到一定阻燃效果必需大量添加在基础树脂里，势必造成材料机械性能和加工性能的严重下降，同时还会降低材料的耐温等级。其二，电缆料的基体以高分子材料为主，经高能射线辐照会发生降解，导致性能恶化，不能满足核电站线缆对抗辐射性能的使用需求。因此，合理调节配方以便得到综合性能优良的阻燃材料成为制约线缆企业的瓶颈。

如中国专利201010619410.6公开了一种可用于核电站电缆的可辐照交联低烟无卤阻燃绝缘料，所述绝缘料包括如下重量组分：(A)基础树脂100份；(B)抗氧剂2～5份；(C)抗辐照剂3～10份；(D)阻燃剂110～170份；(E)相容剂2～10份；(F)抗铜剂0.1～0.8份；(G)润滑剂0.2～2份(H)交联敏化剂2～10份；所述组分(A)的基础树脂包括如下组分：乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)以及线型超低密度聚乙烯(VLDPE)三者的组合，且三者重量比依次为(10～20)∶(65～80)∶(10～20)。该专利所述无卤阻燃绝缘料由三种不同基础树脂共混，其阻燃体系添加量为110-170份，且以无机氢氧化物阻燃剂为主，阻燃体系效率较低，产品的挤出加工速度慢。

再如中国专利201210244369公开一种核电站用1E级K1类无卤阻燃材料，包括下述物质：乙烯基聚合物100份；聚合物相容剂1-20重量份；有机硅聚合物0.5-10重量份；复合抗氧剂1-10重量份；光稳定剂0.1-10重量份；高分子量聚磷酸铵0.1-100重量份和/或磷酸酯类阻燃剂0.1-50重量份和/或三聚氰胺氰脲酸盐0.1-50重量份和/或密胺焦磷酸盐0.1-50重量份；所述复合抗氧剂是重量比为1∶(1~4)∶(1~2)∶(0.5~1)的受阻酚类主抗氧剂与硫醚类辅助抗氧剂、受阻胺辅助抗氧剂、抗铜剂调配而成的复合剂，该材料可作为核电站用1E级K1类无卤阻燃热缩管、电线电缆以及电缆附件的绝缘材料。该专利所述无卤阻燃材料在用于制备核电站用线缆绝缘层的配方中，采用了氢氧化铝/高分子量聚磷酸铵/三聚氰胺氰脲酸盐/密胺焦磷酸盐复配构成阻燃体系，阻燃体系添加量为100份，阻燃体系构成复杂、添加量大且各组分与聚合物相容性有差异，导致产品的断裂伸长率较低且挤出加工速度慢，其次，由于聚磷酸铵的pH偏酸性，在空气中易吸潮，发生潮解且热稳定性不好，在加工过程中易受热和机械作用析出，从而导致制品的性能和使用寿命降低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种能长期在90℃下运行，使用寿命超过60年，抗辐射能力优异的核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料及其制备方法。本发明通过对阻燃性能、抗辐射性能及加工性能等的研究及改进，采用不含卤素的苯氧基聚磷腈阻燃剂复配金属氢氧化物，添加硅酸盐类阻燃协效剂共同组成高效的阻燃体系，从而使得该线缆材料不但具有较高的力学性能和氧指数，而且还具备优良的抗辐射性和电性能。同时，挤出加工成型容易，线材表面光滑，是一种新型的环保材料，适合核电站环境下使用的1E级K2类线缆材料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于包括以下重量份组成的原料：

基础树脂 100；

阻燃剂A 10-20；

阻燃剂B 20-50；

阻燃协效剂 2-5；

基础抗氧剂 0.5-2；

抗辐射助剂 0.5-3；

加工助剂 2-8；

所述基础树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA），其熔融指数为：2.5-5g/10 min，醋酸乙烯酯（VA）的含量为：17%-28%。

所述阻燃剂A为苯氧基聚磷腈。

所述阻燃剂B为氢氧化铝（Al(OH)₃）、氢氧化镁（Mg(OH)₂）中的一种或它们按任意重量比的组合。

所述阻燃协效剂为硅酸盐类化合物，更优选地为沸石（ZEO）、蒙脱土（MMT）中的一种或它们按任意重量比的组合。

所述基础抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）与三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（168）按等重量比的组合；

所述抗辐射助剂是4，4'-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚），或称4，4'-硫代双（6-叔丁基间甲酚），通常称作抗氧剂300。用于提高材料的抗热老化性能，同时在材料经受射线辐照后，力学性能变化不大，具有优异的抗辐射能力。

所述加工助剂是液体石蜡、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸钙、硅酮（M-305）中的一种或它们按任意重量比的任何组合。以提高配方的加工流动性，增强各原料间的相容性，提高材料的力学性。

所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料的制备方法，包括如下工艺步骤：

A、将基础树脂投放入高速混合机中，然后加入加工助剂，以100-200 rpm搅拌2-3分钟；

B、加入阻燃剂、阻燃协效剂、基础抗氧剂、抗辐射助剂，以300-500 rpm高速搅拌至原料混合均匀后出料；

C、将混合均匀的原料于80℃-90℃干燥1-2小时，然后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后再在70℃-80℃干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段80-90℃，送料段90-110℃，熔融段120-150℃，机头125-140℃，可以最大限度发挥挤出机各段的功能，使物料熔融状态最佳。

所述可辐照交联无卤阻燃线缆料制成样品后，可经电子加速器以40-80 kGy的辐照剂量进行辐照交联后包装得到线缆成品。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的无卤阻燃线缆材料具有优异的环保性能：由于本发明原料中不含卤素、铅、锑等毒性物质，因此制得的线缆材料经火焰作用后不产生卤化氢等腐蚀性气体，对环境污染极小。

2、本发明基础树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的熔融指数为2.5-5g/10 min，更适合挤出加工；同时醋酸乙烯酯（VA）的含量为17%-28%，用作电线电缆材料，其力学性能较好，流动性更适合挤出加工。

3、本发明的无卤阻燃线缆材料具有优异的阻燃性能：以苯氧基聚磷腈/金属氢氧化物/硅酸盐类化合物组成的阻燃体系，阻燃体系各组分相互配合，产生良好的协同阻燃作用，不但可显著提高材料的阻燃性能，而且具备优良的抗融滴性和自熄性。

4、本发明加入的主阻燃剂是苯氧基聚磷腈，它是一种无机化合物与有机化合物相结合的产物，主链结构以P、N交替双键排列而成，在磷原子上接入苯氧基即为本阻燃剂，其理论磷含量为13.4%，理论氮含量为6.06%，由于其结构特殊性，使得苯氧基聚磷腈使用温度可高达250℃，抗水解和抗氧化功能优异，阻燃效率高，其阻燃机理为四种途径的综合作用，首先热分解吸热，并分解生成磷酸、偏磷酸等，可在聚合物表面形成一层不挥发的保护层，隔绝空气，这是冷却机理和隔离膜机理；其次，热分解放出CO₂、N₂、H₂O等气体，稀释或阻断外界氧的供应，这是稀释机理；最后，燃烧时有PO基团生成，可与火焰区域中H、HO活性基团结合，起到抑制火焰的作用，这是终止链反应机理，由于以上协同作用，其表现出良好的阻燃性能。该阻燃剂不但具有较高的热分解温度和阻燃效果，而且发烟量少，是一种环境友好型阻燃材料，能满足欧盟ROHS指令及 WEEE指令的要求。

5、本发明选用氢氧化铝（Al(OH)₃）、氢氧化镁（Mg(OH)₂）作为辅助阻燃剂，属于低烟、无卤环保型阻燃剂，燃烧不产生有毒有害气体。氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂配合主阻燃剂苯氧基聚磷腈使用，具有良好的协同增效阻燃作用，在以较少复合阻燃剂添加量的情况下，得到高氧指数、抑制发烟的阻燃体系，具有优良的阻燃性能，降低了阻燃成本。苯氧基聚磷腈具有较低的玻璃化转变温度，是一种良好的弹性体，其熔点与EVA材料具有很好适配性，在混炼成型加工温度的熔融态下起到增塑效果，还促进Mg(OH)₂、Al(OH)₃均匀分散在基料中，因此既发挥其很好的阻燃增效作用，又起到对阻燃体系一定的增韧作用，可使体系的冲击强度显著提高，同时缓减断裂伸长率和拉伸强度的降低。

6、本发明以硅酸盐类化合物MMT、ZEO作为阻燃剂协效剂，产生了极佳的协同阻燃效果，它的加入可使形成的磷-碳结构更加稳定，有助于在聚合链中形成有机磷酸和磷酸铝，从而限制聚合物的解聚，减少进入火焰区可燃气态产物，还具有‘粘连’结构，可与聚合物链相互作用，增强阻燃性。

7、本发明的无卤阻燃线缆材料具有优异的抗辐射性能：其优异的抗辐射性能是抗氧剂300和苯氧基聚磷腈协同作用的结果。抗氧剂300是一种典型的硫代双酚类抗氧剂，因其结构特殊，使其具有游离基终止剂和氢过氧化物分解剂双重功能，能有效减缓辐射对高分子材料的破坏，使用其作为本材料的抗辐射助剂，添加量小、组分单一且高效；而苯氧基聚磷腈的加入，同样提高了材料的抗辐射性能，它既能作为高效的阻燃剂也能作为抗辐射助剂使用，含苯环的聚合物可以通过内转换将辐射能转换成热能，其共轭结构中的大π键能分散所吸收的辐射能，激发在分子间或分子内进行转移，从而避免了键的断裂，两者的共同作用使材料经250 kGy射线辐照后，其断裂伸长率保持率仍大于60%，满足了GB/T 22577-2008核电站用IE级电缆通用要求对辐照老化剂量的规定。

8、本发明的无卤阻燃线缆材料具有优异的力学性能及加工性能：通过加入所述比例的加工助剂，并在相应的参数控制条件下加工挤出造粒，其一，不但确保基体材料与阻燃剂有良好的共混，而且还赋予了本发明材料优异的力学性能，其拉伸强度≥12 MPa、断裂伸长率≥450%，其断裂伸长率相比同类材料较高；其二，加工助剂的合理搭配，改善了物料的流动性能，使得挤出加工更加容易。

9、本发明由单一的一种基础树脂EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)和苯氧基聚磷腈与较少量的无机阻燃剂以及协效阻燃剂组成的新型阻燃体系，各重量份的原料相互作用成为一整体，且体系的基础树脂结构单一，主阻燃剂选用高效的苯氧基聚磷腈阻燃剂，所组成的阻燃体系添加量低（40—60份），阻燃效率高，氧指数可以达到35%以上，综合性能优异，从而使得核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料的发明目的得以实现。

10、本发明的整个加工方法中，各工艺步骤成为一整体，互相关联，通过各工艺步骤的分布实施，使配方体系良好的熔融共混、挤出造粒，制备出性能优良的耐辐射无卤阻燃材料。

11、本发明的无卤阻燃线缆材料，在40-80 kGy剂量下的辐射交联后，材料的力学性能、耐温性能等得到较大提高，相比同类材料，既节约了成本又简化了工艺。

具体实施方式

以下结合具体实施例，进一步阐述本发明。应指出，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，实施例中未注明的具体条件的实验方法按照常规条件或制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。

实施例1

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 10

Mg(OH)₂ 25

Al(OH)₃ 25

ZEO 2

MMT 2

抗氧剂1010 0.25

抗氧剂168 0.25

抗氧剂300 3

液体石蜡 0.5

EBS 1

M-305 0.5

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（液体石蜡、EBS、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A （苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂ 、Al(OH)₃）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂168、抗氧剂1010），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：90℃ 送料段：110℃ 熔融段：140℃ 机头：135℃

将制得的可辐照交联无卤阻燃线缆材料制成线缆成品进行辐照交联后，其性能测试结果见表1。

实施例2

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 12

Mg(OH)₂ 10

Al(OH)₃ 30

ZEO 1

MMT 1

抗氧剂1010 1

抗氧剂168 1

抗氧剂300 2.5

液体石蜡 1

EBS 4

硬脂酸钙 2

M-305 1

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（液体石蜡、EBS、硬脂酸钙、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A （苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂ 、Al(OH)₃）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料90℃干燥1小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在80℃下干燥3小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：80℃ 送料段：100℃ 熔融段：125℃ 机头：130℃

将制得的可辐照交联无卤阻燃线缆材料进行辐照交联后的线缆成品进行性能测试，其结果见表1。

实施例3

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 15

Mg(OH)₂ 10

Al(OH)₃ 25

ZEO 2.5

MMT 2.5

抗氧剂1010 0.5

抗氧剂168 0.5

抗氧剂300 2

液体石蜡 3

硬脂酸钙 1.5

M-305 0.5

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（液体石蜡、EBS、硬脂酸钙、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A （苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂ 、Al(OH)₃）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料85℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在75℃下干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：85℃ 送料段：110℃ 熔融段：135℃ 机头：130℃

实施例4

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 17

Mg(OH)₂ 20

Al(OH)₃ 10

MMT 3

抗氧剂1010 0.7

抗氧剂168 0.7

抗氧剂300 0.5

液体石蜡 5

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（液体石蜡），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A （苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂ 、Al(OH)₃）、阻燃协效剂（MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：85℃ 送料段：95℃ 熔融段：133℃ 机头：130℃

实施例5

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 20

Mg(OH)₂ 10

Al(OH)₃ 10

ZEO 2.5

抗氧剂1010 1

抗氧剂168 1

抗氧剂300 2

EBS 1

M-305 1

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（EBS、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A（苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂、Al(OH)₃）、阻燃协效剂（ ZEO），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：83℃ 送料段：105℃ 熔融段：132℃ 机头：135℃

实施例6

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 12

Mg(OH)₂ 40

ZEO 2.5

MMT 1.5

抗氧剂1010 0.8

抗氧剂168 0.8

抗氧剂300 2.5

液体石蜡 1

M-305 2

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（液体石蜡、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A（苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

实施例7

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 20

Al(OH)₃ 20

ZEO 2

MMT 1.5

抗氧剂1010 0.3

抗氧剂168 0.3

抗氧剂300 2.7

硬脂酸钙 3

M-305 2

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（硬脂酸钙、M-305），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A（苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Al(OH)₃）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时，即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

实施例8

原料重量（kg)

EVA 100

苯氧基聚磷腈 20

Mg(OH)₂ 20

ZEO 3

MMT 1.5

抗氧剂1010 0.9

抗氧剂168 0.9

抗氧剂300 1.8

硬脂酸钙 6

将原料按以上配比称量准确后，先将EVA投放入高速混合机中，然后加入加工助剂（硬脂酸钙），以100-200 rpm搅拌2-3分钟，再加入阻燃剂A（苯氧基聚磷腈）、阻燃剂B（Mg(OH)₂）、阻燃协效剂（ ZEO、MMT），基础抗氧剂（抗氧剂1010、抗氧剂168），抗辐射助剂（抗氧剂300 ），以300-500 rpm高速搅拌3-5分钟至原料混合均匀后出料，将混合均匀的原料80℃干燥1-2小时，最后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后在70℃下干燥3-5小时，即得可辐照交联无卤阻燃线缆材料。

所述螺杆各段温度参数如下：加料段：82℃ 送料段：105℃ 熔融段：135℃ 机头：138℃

表1 实施例1-8的产品性能测试结果

Figure 2013100619182100002DEST_PATH_IMAGE001

核电站环境下使用的电线电缆材料，在满足常规无卤阻燃电线电缆材料一般性能的基础上，还必须能够耐受一定剂量γ射线辐射，从表1的测试结果说明：

1、本发明制得的线缆材料，其拉伸强度≥12 MPa、断裂伸长率≥450%；经热老化试验后（121℃，168h），其拉伸强度变化率≤12%，断裂伸长率变化率≤2.6%；氧指数≥35%，满足JB/T 10707-2007 热塑性无卤低烟阻燃电缆料对无卤阻燃材料的性能要求（氧指数≥32%；拉伸强度变化率≤±25%，断裂伸长率变化率≤±25%）。

2、本发明所制得的线缆材料，按GB/T 22577-2008核电站用IE级电缆通用要求，经γ射线250 kGy辐照老化试验后，其断裂伸长率≥322%，断裂伸长率保持率≥67%，抗辐射性能优良，适用于核电站用1E级K2类辐照交联无卤阻燃线缆材料。

Claims

1.一种核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：包括以下重量份组成的原料：

基础树脂 100；

阻燃剂A 10-20；

阻燃剂B 20-50；

阻燃协效剂 2-5；

基础抗氧剂 0.5-2；

抗辐射助剂 0.5-3；

加工助剂 2-8。

2. 根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述基础树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其熔融指数为：2.5-5g/10 min，醋酸乙烯酯的含量为：17%-28%。

3.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述阻燃剂A为苯氧基聚磷腈。

4.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述阻燃剂B为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或它们按任意重量比的组合。

5.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述阻燃协效剂为沸石、蒙脱土中的一种或它们按任意重量比的组合。

6.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述基础抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯按等重量比的组合。

7.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述抗辐射助剂是4，4'-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）。

8.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料，其特征在于：所述加工助剂是液体石蜡、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硅酮中的一种或它们按任意重量比的任何组合。

9.根据权利要求1所述核电站用1E级K2类可辐照交联无卤阻燃线缆材料的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：

C、将混合均匀的原料于80℃-90℃干燥1-2小时，然后将干燥后的混合料经双螺杆挤出机冷切造粒，造粒后再在70℃-80℃干燥3-5小时，即得可辐照交联无卤阻燃线缆粒料；

所述螺杆各段温度参数如下：加料段80-90℃，送料段90-110℃，熔融段120-150℃，机头125-140℃。